Các thông số của lò đốt đƣợc thể hiện ở Bảng 2.2.
Bảng 2.2:Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI2
Công suất đốt 200 kg/h Thời gian vận hành 24/24h Nhiệt trị bình quân 3000 kcal/kg Nguồn gốc Nhập khẩu từ Pháp Nguyên liệu đốt Dầu DO
Buồng đốt: 2 buồng đốt
Cấu tạo buồng Làm bằng vật liệu bằng thép dày từ 5 đến 15 mm.
- Buông đốt sơ cấp. bao bọc bằng gạch chịu nhiệt có hàm lƣợng nhôm cao và gạch cách ly để đảm bảo nhiệt thoát ra bên ngoài là tối thiểu.
- Buồng đốt thứ cấp đƣợc lót vật liệu cách nhiệt dày 270mm.
Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 750 – 850oC, 2 đầu đốt
Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1100oC, 1 đầu đốt ,thời gian lƣu khí 2s Cấp chất thải Nạp thủ công theo mẻ
Hệ thống xử lý khí thải
Thiết bị trao đổi nhiệt Bộ trao đổi nhiệt khói/ nƣớc giảm nhiệt độ xuống 600oC Bộ trao đổi nhiệt khói/ không khí giảm nhiệt độ xuống 250oC
Buồng đốt sơ cấp: Quá trình đốt cháy sẽ tạo ra khí CO, không có CO2. Đây
là sự thuận lợi cho quá trình đốt thứ cấp bởi vì CO dễ cháy và nó sẽ tự đốt cháy hoàn toàn mà không cần tác động nào, ngoại trừ sự nung sơ bộ hoặc lúc bắt đầu, hoặc chất thải có nhiệt trị thấp xuống đến 2000 kcal/kg.Việc thiếu khí trong giai đoạn này cho phép tiếp nhận chất thải không đồng nhất về nhiệt trị (1000 đến 4000
32
kcal/kg) không có sự rủi ro của quá tải nhiệt, thiết bị thu hồi nhiệt và hệ thống xử lý khí thải. Điều này tạo nên sự an toàn cho việc xử lý chất thải mà có nhiệt trị thay đổi, cho phép nạp chất thải cồng kềnh mà không cần phân loại hay trộn.
Buồng đốt thứ cấp: Buồng đốt thứ cấp dùng để đốt khí cháy phát sinh từ
buồng đốt sơ cấp ở nhiệt độ cao. Thành phần CO cao trong khí cháy cho phép đốt cháy nhờ quá trình cấp không khí với đầu đốt trang bị tại buồng đốt thứ cấp. Buồng đốt xử lý khí thải trong vòng 2 giây ở 1100°C. Dạng buồng đốt hình trụ đứng kết hợp với gió xoáy, giúp bảo đảm xử lý hiệu quả hydrocarbon. Điều này góp phần hạn chế lƣợng bồ hóng và lƣợng chất thải cần đƣợc xử lý trong thiết bị xử lý bụi.
Thiết bị lọc khí: Khí thải thoát ra từ lò đốt thứ cấp chứa các chất gây ô nhiễm nhƣ hợp chất hữu cơ và vô cơ, các hạt rắn. Các chất gây ô nhiễm sẽ vào thiết bị lọc khí và sử dụng một lƣợng nhỏ dung dịch làm sạch nhằm : hòa tan các chất gây ô nhiễm, tạo phản ứng hóa học, keo tụ hạt rắn, làm tăng sự khuyết tán chất gây ô nhiễm từ pha khí vào pha lỏng trong quá trình động lực học, tạo chuyển động hỗn loạn. Thiết bị gồm có: thiết bị xử lý khí hình nón, dụng cụ ngƣng tụ tốc độ cao, ngăn thù hồi bụi khí thải,
Khí thải đƣợc xử lý theo quy trình sau: -Làm mát các loại khí từ 850oC đến 250o
C (với sự trợ giúp của hệ thống làm mát bằng cách phun nƣớc.
-Vô hiệu hóa các thành phần axít(với sự trợ giúp của hệ thống xử lý khói bằng cách đƣa vôi vào)
Sau khi làm lạnh, các khí đƣợc xử lý để loại bỏ chất gây ô nhiễm. Phƣơng pháp xử lý sẽ đƣợc làm bằng cách phun vôi với sự hỗ trợ của 6 vòi bơm dƣới hình thức một bức màn ở lối vào bộ lọc khí. Sau đó các loại khí sẽ đi qua màn hơi vôi cho phép : khí làm mát từ 600oC tới 250oC, ẩm, bụi, và phản ứng hóa học của những chất gây ô nhiễm đƣợc tẩy rửa vào trong sự kết tủa của bộ lọc khí.
Nƣớc tẩy rửa khí, chứa đựng những chất gây ô nhiễm, sau đó những chất thải này rời khỏi phần thấp hơn của máy lọc khí và đƣợc mang tới một bể lắng. Vai trò của bể lắng này là tách những chất lỏng và chất rắn bằng hiệu ứng trọng lƣợng, bể
33
lắng này cũng đƣợc chia ra một vài ngăn để đảm bảo sự tách ra tối ƣu của những phân tử đặc. Một đồng hồ đo độ pH kết nối tới một máy bơm tiêm thuốc vôi để trung hòa axít trong nƣớc.
2.1.3.Lò đốt chất thải IWI3
Thông số lò đốt chất thải IWI3 đƣợc thể hiện ở bảng 2.3
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật lò đốt chất thải IWI3
Công suất đốt 1000 kg/giờ Thời gian vận hành 24/24 giờ
Nguồn gốc Sản xuất trong nƣớc Nguyên liệu đốt Dầu DO
Buồng đốt: 2 buồng đốt (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 800 – 850oC,
Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1050 - 1300oC, thời gian lƣu khí 2s Cấp chất thải Bán tự động
Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống giải nhiệt khí Nƣớc giải nhiệt đƣợc bơm tuần hoàn Hệ thống xyclon Tách một lƣợng lớn tro bay từ lò đốt Hệ thống tháp rửa xút
và tháp rửa cácbon
Loại bỏ các chất gây ô nhiễm môi trƣờng nhƣ HCl, NOx, dioxin/furan.
Lò đốt này có thể làm việc 24 giờ /ngày và đƣợc nối với một hệ thống xử lý khí thải đƣợc lắp đặt cùng với hệ thống.
Tủ điều khiển đƣợc lắp một màn hình chức năng tổng quát để hiển thị tình trạng vận hành của toàn bộ lò đốt và đƣợc điều khiển bằng Hệ thống P.L.C (Thiết bị điều khiển chƣơng trình cài đặt sẵn) và vận hành bằng máy vi tính.
Lò đốt đƣợc sử dụng để tiêu hủy các loại CTNH dạng rắn hay lỏng (trộn trực tiếp với chất thải rắn hoặc bơm qua bơm cao áp) có chứa các thành phần dễ cháy nhƣ: Bùn thải; cặn phản ứng thải; chất hấp thụ thải; các loại hóa chất, dung dịch, dƣợc phẩm, dịch cái thải không chứa các thành phần halogen hữu cơ; mực in, hộp
34
mực in thải; sơn, chất kết dính, bao bì mềm thải; hắc ín thải; dầu thải và cặn dầu thải. CTNH thu gom đƣợc sẽ tập trung tại kho lƣu chứa và đƣợc phân loại sơ bộ để xác định loại chất thải phù hợp với danh mục chất thải có thể đốt đƣợc trong lò đốt hai cấp.
Hình 2.2: Sơ đồ hoạt động của lò đốt chất thải IWI3
Sau đó CTNH sẽ đƣợc vận chuyển đến thiết bị cấp rác. Chất thải đƣợc đảm bảo nhiệt trị khoảng 3500 – 4000 Kcal/kg và cấp vào lò theo chế độ bán tự động. Với thiết kế lò đốt 2 cấp, chất thải đƣợc đốt ở buồng sơ cấp với nhiệt độ khoảng 800 – 850o
C, những chất rắn khó phân hủy sẽ đƣợc tiếp tục đƣợc phân hủy hoàn toàn tại buồng đốt thứ cấp với nhiệt độ 1050 - 1300oC. Tro của quá trình đốt sẽ đƣợc đóng rắn và chôn lấp an toàn. Khí thải từ lò đốt qua hệ thống giải nhiệt khí, nƣớc giải nhiệt đƣợc bơm tuần hoàn nhờ bơm. Khí thải sau khi giải nhiệt tiếp tục dẫn qua cyclon khô nhằm tách một lƣợng lớn tro bay từ lò đốt. Các chất độc hại trong khí thải đƣợc hấp thụ bằng qua hai tháp rửa xút và tháp hấp thụ cácbon. Hóa chất hấp thụ đƣợc cung cấp từ bể chứa dung dịch hấp thụ,đƣợc bơm tuần hoàn nhờ bơm. Sau khi qua hệ thống xử lý khí thải, khí thải lò đốt sẽ đƣợc phát tán vào môi trƣờng xung quanh qua ống khói.
35
2.1.3.Lò đốt chất thải IWI4
Lò đốt chất thải IWI4 có cùng công suất thiết kế với lò đốt chất thải IWI2. Các thông số kỹ thuật của lò đốt IWI4 đƣợc thể hiện ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật của lò đốt IWI4
Công suất đốt 200 kg/giờ Thời gian vận hành 24/24 giờ
Nguồn gốc Sản xuất trong nƣớc Nguyên liệu đốt Dầu DO
Buồng đốt: 2 buồng đốt
Cấu tạo lò Thành lò đƣợc xây bằng gạch samot A dày 230 mm; Tiếp theo là lớp bê tông cách nhiệt dày 50 – 70 mm; Vỏ ngoài bằng thép dày 8 mm, phủ sơn chịu nhiệt Vòi đốt 2 cấp Hãng Riello chế tạo
Buồng đốt sơ cấp Nhiệt độ : 600 – 850oC,
Buồng đốt thứ cấp Nhiệt độ 1050 - 1300oC, thời gian lƣu khói 2s Cấp chất thải Bán tự động
Hệ thống xử lý khí thải
Hệ thống giải nhiệt Giả nhiệt khói/nƣớc hạ nhiệt độ xuống dƣới 300oC
Tháp xử lý khói Đƣợc thiết kế với hai tính năng là xyclon tách bụi và tháp xử lý ƣớt
Nguyên lý hoạt động của lò đốt IWI4
Buồng đốt sơ cấp có tác dụng để hóa khí các chất nguy hại, sử dụng công nghệ
nhiệt phân hóa khí chất thải, đƣợc duy trì ở nhiệt độ 650-850o C. Khi nhiệt độ lò đạt 600oC vòi đốt chỉ hoạt động một cấp. Khi nhiệt độ vƣợt quá 850oC cả hai cấp tự động ngừng hoạt động, rác tự cháy. Khi nhiệt độ hạ xuống dƣới 850oC, vòi đốt tự động khởi động lại. Chế độ đƣợc thực hiện bằng chƣơng trình nhiệt độ cài đặt trong tủ điều khiển, nên rất tiết kiệm nhiên liệu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Buồng đốt thứ cấp có tác dụng đốt cháy khói thải đi từ buồng sơ cấp sang.
36
Buồng lƣu nhiệt có đƣờng kính trong khác nhau tuỳ thuộc vào công suất, chiều dài hiệu dụng 3 m, đƣợc lót lớp bê tông chịu nhiệt dày 120 mm. Khí thải đi từ buồng đốt thứ cấp đƣợc đi vào buồng lƣu nhiệt và do đƣợc bảo ôn nên khí thải tiếp tục đƣợc đốt cháy, kéo dài thời gian lƣu cháy. Sau khi ra khỏi buồng lƣu nhiệt, khí thải đi vào buồng làm mát.
Buồng làm mát khí có các phần tiếp xúc với khí thải làm bằng thép không rỉ SUS 304. Tại đây thực hiện quá trình trao đổi nhiệt giữa khói và nƣớc để hạ nhiệt độ khói thải xuống 300oC trƣớc khi đi vào tháp xử lý khói. Nhiệt trao đổi đƣợc thu hồi dùng cho các mục đích khác nhau trong nhà máy nhƣ để chƣng cất dung môi.
Tháp xử lý khói đƣợc thiết kế tổ hợp đƣợc hai công năng là xyclon tách bụi và tháp xử lý ƣớt. Tháp làm bằng thép không rỉ SUS 304, sử dụng vòi phun dạng zicler làm bằng thép không rỉ SUS 316, tạo sƣơng mù trong tháp tăng khả năng tiếp xúc giữa pha khí và pha nƣớc. Khói thải sau khi xử lý đi lên ống khói phóng ra môi trƣờng.
Hệ thống điều khiển điều khiển hoạt động của lò và các đồng hồ báo nhiệt độ lò sơ cấp, nhiệt độ lò thứ cấp. Tủ điều khiển còn có chức năng báo động, bảo vệ tự ngắt khi sốc nhiệt hoặc bị mất pha.
2.2.Phƣơng pháp nghiên cứu 2.2.1.Phƣơng pháp lấy mẫu
Vị trí lấy mẫu đƣợc lựa chọn theo các hƣớng dẫn sau:
- Vị trí cổng hút mẫu nằm trên ống khói, ở vị trí bằng 8 lần đƣờng kính ống khói. Nếu vị trí hút mẫu không đƣợc thiết kế ở vị trí này ngay từ đầu thì cần thay đổi cho phù hợp với sàn thao tác. Vị trí lấy mẫu phải thỏa mãn các điều kiện sau:
+ Điều kiện lý tƣởng: B > 8D và A > 2D + Điều kiện tối thiểu: B > 2D và A > 0,5D Với D: đƣờng kính trong của ống khói
A: khoảng cách từ dƣới lên kể từ vị trí lấy mẫu đến điểm có sự thay đổi dòng
37
B: khoảng cách từ trên xuống kể từ vị trí lấy mẫu đến điểm có sự thay đổi dòng
- Xác định kích thƣớc sàn thao tác: Sàn thao tác phải đảm bảo an toàn, có đủ không gian để triển khai, khuyến nghị với kích thƣớc tối thiểu là 1,5 m.
- Chuẩn bị cổng hút mẫu: Nếu cổng hút mẫu có đƣờng kính đạt yêu cầu (11 cm) thì chỉ cần tiến hành gia cố cho chắc chắn.
Hình 2.3: Vị trí mặt phẳng lấy mẫu và mặt cắt tiết diện ngang của ống khói
Thiết bị lấy mẫu đƣợc sử dụng có cấu tạo tƣơng tự nhƣ thiết bị lấy mẫu khí thải đẳng động học mô tả trong phƣơng pháp 5 của cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US- EPA), tuy nhiên một số bộ phận đƣợc thêm vào là bộ ngƣng tụ, buồng XAD-2, và các ống ngƣng tụ để xác định độ ẩm. Thiết bị lấy mẫu đƣợc khuyến nghị sử dụng theo phƣơng pháp 23. Nguyên tắc cơ bản trong quá trình lấy mẫu đƣợc thực hiện theo nguyên tắc sau:
- Thiết bị lấy mẫu khí ống khói theo phƣơng pháp 23 bao gồm giấy lọc bằng sợi thủy tinh đƣợc nung ở nhiệt độ 600oC nhằm loại bỏ tạp chất có thể gây sai số;các dụng cụ thủy tinh tiếp xúc với dòng khí gồm có pitot hút mẫu chữ S, ống hút mẫu, ống ngƣng tụ , ống thủy tinh đựng XAD-2, hộp đựng giấy lọc bụi sợi thủy tinh đƣợc rửa sạch bằng nƣớc xà phòng sau đó tráng bằng nƣớc cất rồi đem đi sấy ở 400oC trong 2 và tráng các dụng cụ thủy tinh lại bằng axeton và n-hexan; 25g XAD-2; 250g Silicagen; chất nội chuẩn; …
38
- Xác định vị trí cụ thể các điểm hút mẫu theo tiết diện ngang của ống khói. Sau khi đã xác định chính xác các điểm hút mẫu, vạch sẵn các điểm hút mẫu trên ống lấy mẫu và dịch chuyển tịnh tiến ống lấy mẫu theo các vị trí đã vạch sẵn trong quá trình lấy mẫu và đƣợc thực hiện theo quy trình sau:
+ Đối với ống khói có tiết diện ngang hình tròn, việc xác định các điểm hút mẫu và vị trí các điểm hút mẫu của ống khói có tiết diện ngang hình tròn đƣợc thực hiện ngay tại hiện trƣờng, trƣớc khi lấy mẫu.
+ Đo đạc khoảng cách từ cổng lấy mẫu tới thành trong của ống khói (Lfw), đƣờng kính trong của ống khói (D) và chiều sâu cổng lấy mẫu (Lnw).
+ Xác định số điểm hút mẫu, sau đó tính toán vị trí và khoảng cách giữa các điểm hút mẫu bằng cách Nhân đƣờng kính trong của ống khói (D) với hệ số tƣơng ứng theo Bảng 2.5 đối với ống khói hình tròn và Bảng 2.6 đối với ống khói hình vuông
+ Sau khi đã xác định chính xác đƣợc các điểm hút mẫu vạch sẵn các điểm hút mẫu trên ống lấy mẫu, dịch chuyển tịnh tiến ống lấy mẫu theo các vị trí đã vạch sẵn
39
Trong thực tế, các ống khói thƣờng đƣợc thiết kế có tiết diện ngang hình tròn hoặc hình vuông, trong một số trƣờng hợp tiết diện ngang của ống khói không giống nhau từ điểm đầu đến điểm cuối. Đối với trƣờng hợp này, lựa chọn vị trí điểm hút mẫu trên đoạn thẳng dài nhất và tham chiếu với vị trí hút mẫu tƣơng ứng với hình dạng tiết diện ngang của ống khói.
Đối với ống khói có tiết diện ngang hình vuông hoặc chữ nhật, việc xác định vị trí các điểm hút mẫu đƣợc tham chiếu theo Bảng 2.6.
Bảng 2.6: hệ số điểm hút mẫu trong ống khói có tiết diện ngang hình vuông hoặc hình chữ nhật
Các thiết bị đƣợc lắp thứ tự nhƣ trên hình vẽ: bộ phận lấy mẫu (đầu lấy mẫu, ống đo nhiệt, ống pitot đo áp suất) có giắc cắm nối với máy C-5000 sampler, hiển thị các thông số về nhiệt độ áp suất, lƣu lƣợng khí đầu vào; bộ lọc bằng thủy tinh có giá đỡ giấy lọc bằng teflon; bình ngƣng; xiphong đựng chất hấp phụ XAD-2 đã đƣợc thêm chất nội chuẩn theo phƣơng pháp 23; 2 ống tiếp theo chứa nƣớc cất, 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
40
ống để trống, ống cuối cùng chứa silicagen; cuối cùng nối với bơm và đồng hồ đo áp suất và thiết bị trên máy C-5000 sample cho biết các thông số đầu ra.
Đặt ống lấy mẫu vào vị trí đã vạch sẵn, khởi động thiết bị hút mẫu và tiến hành ghi chép các thông tin nhiệt độ ống khói, nhiệt độ khí vào, khí ra khỏi hệ thống lấy mẫu trên bảng điều khiển. Ghi chép các thông số này với tần suất từ 10- 20 phút/lần. Sau khi kết thúc một điểm lấy mẫu, di chuyển ống lấy mẫu tới vị trí tiếp theo và tiến hành ghi chép nhƣ đối với điểm lấy mẫu trƣớc. Bên cạnh đó, kiểm tra rò rỉ khí trong quá trình lấy mẫu cũng phải đƣợc thực hiện.
Nguyên tắc hoạt động: Dòng khí đi qua bộ phận lấy mẫu sẽ đƣợc làm bay